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“人工智能+通信工程”创新型人才培养模式研究

2023-03-05温鹏伟常怡萍蔡文静

科教导刊 2023年2期
关键词:创新型人工智能专业

温鹏伟,杨 蕾,常怡萍,蔡文静

(中原工学院电子信息学院 河南 郑州 451191)

1 “人工智能+通信工程”创新型人才培养模式现状

人工智能是计算机科学的一个分支,是一门富有挑战性的科学,这就要求选择从事该行业的人才具备对模拟延伸人类智能理论方法的理解力,建造能从外部数据中学习,并通过灵活适应能力实现特定目标的系统。通信工程专业则是学生了解信息与通信工程领域的窗口,通信作为高科技时代数据传输的主要技术,也是人工智能领域兴起的重要载体,通信技术在国家经济发展中的地位越来越重要[1]。

1.1 创新型人才培养模式的背景

目前,国家经济处于不断攀升的阶段,随着物联网、数字技术等新型领域的不断出现,人工智能与通信技术行业也迎来了发展的关键时期。在国家大力扶持通信研发技术的大环境下,通信工程专业逐渐处于信息领域发展的核心[2],根据人工智能与通信工程的理论知识与技术特点,培养“人工智能+通信工程”创新型人才逐渐成为促进信息时代发展的关键。由于人工智能这一领域已经成为全球关注的焦点,因此当前社会急需“人工智能+X”应用创新型人才。与国外相比,我国在人工智能领域起步较晚,在创新型人才培养方面经验不足,尤其在工科人才培养上缺少实践教学与理论应用,尚未摸索出具有本国特色的人才培养模式。

1.2 创新型人才培养模式面临的问题

通信工程专业发展要求行业人才符合业内工程教育认证,因此在通信工程专业教学理论体系的设置上应以培养学生创新应用能力为主,增强学生的工程实践能力[3]。但目前国内教学体系受师资力量与社会发展形势等诸多因素的限制,还不具备对新经济产业与新趋势变化的敏锐度,新技术的发展不能与目前的人才发展体系理念相融合[4],在创新型人才培养过程中面临着许多待解决的问题。

首先,对于人工智能与通信工程专业要求而言,课程体系的完整度还不够。由于工科课程涉及专业课程知识较多,因此课程教学任务繁重,在交叉学科的教学中不能达到教学时间与课程设置的平衡。同时工科课程的学习要求学生具备良好的逻辑思维能力,由于课程时间有限,无法保证学生在有限的时间内掌握更前沿的知识与技能。在课程体系的设置上,基础课程与专业课程之间无法做到合理衔接,在课程授课过程中易造成知识点重复教授,无法构建完整的授课体系与知识框架。

其次,课程知识体系内容的设置无法适应行业技术发展要求,在培养理念上难以满足当前社会大背景下市场经济的需求。传统的工科课程教学知识体系结构创新程度不够,不能对社会经济的新发展以及新趋势有合理的诠释,而授课老师的知识储备与前瞻性也是决定培养质量的重要因素,但大多数老师都有自己的主攻研究方向,缺乏对交叉学科的系统理解,不能很好地适应智能时代背景下的人才培养协同创新的需求[5]。

最后,课程实践教学设置不足,实验实训课程安排较少。人工智能与通信工程等工科课程理论知识繁杂,且包含较多的抽象理论知识,需要通过针对性实验演示的方式对抽象理论进行现实解析,增强学生对于复杂抽象理论知识的理解。从事人工智能与通信工程行业需要对硬件操作有专业熟悉度,因此学生需要在日常课程学习中通过实践了解职业岗位需求,加深对行业技能的理解,为以后进入工作岗位做好充分准备。但由于实验器材价格昂贵,所需采购成本较高,且在数量需求与后期维护上需要大量资金支持,部分学校无法承担设备运营与维护所需花费,因此实践课时设置无法满足学生实践能力提升的需求。在对学生相关岗位实习的安排上,相关合作企业无法容纳大量需锻炼的学生[6]。

2 创新型人才培养教学改革目标

随着当前社会环境大背景下全国各类科技高新企业的兴起,企业对人工智能与通信工程相关专业的人才需求量猛增,在旺盛的市场需求下,越来越多的学生愿意从事相关行业,对行业前景充满信心,因此各大高校对于人工智能与通信工程行业创新型人才的培养刻不容缓。

教学改革目标应遵循时代发展潮流,优化课程设计改变过去单一的教学模式,以实践与理论相结合的方式替代枯燥的理论学习,以多元化考核评定方式进一步提高教学实效,突出专业特色,明确自身专业特色与培养目标,结合大纲要求强化对通信技术的学习,为社会培养出具有综合创新实践能力的、职业道德素质过硬的优秀行业人才。注重交叉学科综合培养,“人工智能+通信工程”的课程知识体系特点不仅是前沿引领性的,也是学科交融性的,因此教学改革目标从人工智能新时代的角度出发,构建协同创新的“三位一体”创新型人才培养新模式,为关乎国计民生的重点行业输送具有创新性综合能力的新人才。教学改革核心以学生为主体,老师为主导,因此教学改革要从学生角度出发,强化学生综合素质培养的同时,加强专业技能锻炼、创新意识培养、职业道德训练以及心理素质建设,以帮助学生更好地适应从校园到社会的角色转变。此次教学改革旨在增强教学成果的同时加强校企联合力度,以专项培训的方式激发学生对专业的好奇心,通过实践将所学到的理论知识应用于实际,这样才能让学生熟练掌握相关岗位所需职业技能,才能更好地理解新工艺与新技术,对于其今后的职业发展与规划也具有积极的指导意义。

3 创新型人才培养的方法与措施

3.1 针对培养模式面临问题的方法与措施

根据创新型人才培养教学目标的要求,结合人才培养模式中所面临的问题,提出了以下针对性的改革方法与措施。

首先,针对课程体系不完善这一问题,需要在今后的教学改革中,优化课程课时安排,加强课程体系的完整性,增强对交叉学科之间联系性的重视程度,对交叉学科中易重复的内容进行及时的调整,弱化课程本身的系统性,加强知识的整合。重视学生逻辑思维的培养,引入互动性多媒体教学形式增添课程趣味性,同时添设基础数学逻辑思维锻炼互动环节,加强课堂师生互动性的同时提高了教学效率,帮助学生理解和记忆课堂基础理论知识的同时很好地锻炼了学生的逻辑思维能力。

其次,对课程内容的调整上应根据本行业科技发展需求,从科技新时代的角度出发,构建以科研创新能力为核心的创新型人才培养新模式。模式注重人工智能与通信工程学科的协同创新性,不仅需要增强对学生的创新性思维模式的培养,也需要增强任课教师对专业课程体系的认知。人工智能与通信工程课程知识体系具有前沿引领性,学生知识体系的重构需要授课教师及时调整授课内容,因此需要不定期为授课教师安排前沿知识的扩充培训,选派教师企业进修、企业技术人员培训等,增强授课教师对社会前沿科技信息的把控,更有利于培养学生对行业发展趋势的前瞻性。

再次,对学生实践能力的培养上,学校应大力推进创新创业实训基地的发展,将工程实践课程模块与毕业设计课程模块的培养计划占比提高。设置实践选修课程,增加嵌入式单片机开发、通信网络等实践课程,学生可根据自身需求与兴趣爱好选择合适的实践课程,在减少实验设备分配压力的同时,增加了学生的自主选择性。学生实习实训方面,在培养方案的制订上增加毕业实习实践模块的教学计划安排,改变原有的教师制订实践题目与设计方案的实习教学模式,加强融合校企合作。增强学生对企业专业知识和人才需求的意识,培养学生掌握实际应用相关研发和管理等综合技能,加大校企合作力度。

最后,设置综合性强的多方面参考评价体系,重视考核方式的多元化和灵活性,对学生综合能力的考核方式不仅仅局限于对于书本理论知识的考核,而是通过将实验能力、创新意识、操作考试与日常笔试相结合的方式进行多渠道综合评估。在日常课时作业的布置上,调整开放性课题作业的分值比重,提供相关专业经典参考书目与相关方向近期的优秀论文供学生参考阅读的同时拓宽知识面,并通过答辩、团队合作课题研究等方式激发学生的课堂参与度与专业学习积极性,同时将实践课程选修时长也纳入评分标准中,以此来促进学生的综合创新实践能力的提升。

3.2 提升课程教学实效性的方法与措施

此次教学改革在课程教学的设置上要充分考虑到知识的前沿性,对于教学大纲的编写要考虑到学生对课程知识的消化吸收水平及其自身的科研能力,在教学内容的选择上应顺应就业市场的整体需求,并在教授形式上设计更多实验性内容,加强对基础实验的教授力度,对于抽象性理论知识应引导学生动手实践。授课教师在课前进行教学设计提出问题,在课堂中以互动的形式进行知识点导入,开放人工智能与通信工程自适应平台学习内容,在课后进行教学评价并引导学生在平台自主学习,自适应平台极大地提高了学生的自主学习自由度与学习效率,可以利用碎片化时间达到更好的教学效果。

自适应平台技术还能对在校学生进行一个系统的知识评估,通过大量的数据分析学生的兴趣倾向性以及能力掌握情况,从而通过个性化推荐算法推荐更符合学生本人的学习内容,同时也达到了因材施教的目的。通过加强政企合作,邀请相关行业企业进行科研合作或者举办团体讲座,通过走访调研的方式采集最新的行业知识以及市场需求,加强社会面与学校的沟通交流,加强专业与就业的联系。通过多举办学科竞赛与创新实验的方式为学生提供更多的实践动手平台与机遇,以竞争的方式激发学生的参与热情与专业兴趣度,同时邀请行业专家开设讲座,提供老师与学生、专家与学生、学生与学生的互动交流平台,以此来提高学习效率,促进学生综合创新能力的培养,对其以后的职业发展也具有积极的指导意义。

4 结语

人工智能与通信工程的行业特点决定了教学改革方案制定的主要方向,此次教学改革的主要目的在于提升当下相关专业学生的创新能力与科研素养,针对目前国内工科教育出现的主要问题,结合当下时代背景与市场需求提出解决方案。在此次教学改革中,坚持以学生为主体的理念,优化课程内容、完善课程体系、注重交叉学科之间的层次设计。同时调整实践学习比重,加强抽象理论与实践的结合,采用灵活的新型综合考评体系,设置具有行业特色的精品课程学习内容,加强对授课教师的业务能力培训,明确授课教师在整体教学过程中的主导地位,形成完备的具有本国特色的人才培养模式。

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